Guillermo Francés, I. Alejo, P. Bernárdez, P. Diz, P., González Álvarez, J.O. Grimalt, A. Mena, M.A. Nombela, L. Pena, M. Pérez Arlucea y R. Prego Santiago de Compostela, 11 de febrero de 2008 EVOLUCIÓN DEL CLIMA A ESCALA GEOLÓGICA 23 36.5 53 65 PLIOCENO MIOCENO OLIGOCENO EOCENO PALEOCENO CRETÁCICO 135 205 225 290 355 410 438 510 570 1000 JURÁSICO TRIÁSICO PÉRMICO CARBONÍFERO DEVÓNICO SILÚRICO ORDOVÍCICO CÁMBRICO 2000 PRECÁMBRICO 3000 4000 4600 EVIDENCIAS: CUATERNARIO T media global 1.8 5.3 1.- El clima terrestre ha cambiado a lo largo de la historia de la Tierra y va a seguir haciéndolo. 2.- Durante la mayor parte de su historia, la Tierra ha gozado de un clima cálido. 3.- La Tierra ha experimentado periodos mucho más cálidos que el actual. 4.- Desde el inicio del Cenozoico se registra una tendencia al enfriamiento. FRÍO CÁLIDO Edad δ18O(‰) de 40 testigos DSDP y ODP 4 3 2 1 0 (Ma) 5 0 ANTÁRTIDA MIOCENO PL. HN 10 OLIGOC. 20 30 40 1.- Las primeras glaciaciones del Cenozoico afectaron únicamente al Hemisferio Sur: Antártida se congeló hace aproximadamente 35 Ma. EOCENO 3.- El Hemisferio Norte experimentó la primera glaciación hace 2,6 Ma., hecho que representa un cambio decisivo e inédito, ya que supone el paso a un planeta simétrico climáticamente. CRET PALEOCENO 70 EVIDENCIAS: 2.- El enfriamiento global se aceleró hace 15 Ma. 50 60 CAMBIOS CLIMÁTICOS DURANTE EL CENOZOICO 0 4 8 12 Temperatura (ºC) LOS ÚLTIMOS 2,6 MILLONES DE AÑOS Ma 5.0 0.0 2 8 9 11 12 16 BRU 0.78 MAT 0.99 JAR 1.07 1.19 22 25 30 34 36 52 1.65 2.2 31 37 47 1.6 2.0 1.- Desde hace 2,6 Ma el clima terrestre ha estado gobernado por los ciclos glaciales-interglaciales del Hemisferio Norte. 19 21 1.4 1.8 15 17 18 1.79 62 OLD 1.95 68 2.13 82 2.4 2.33 2.39 2.44 2.6 MAT GAU 55 63 75 81 91 96 98 100 EVIDENCIAS: 13 14 0.6 1.2 5 7 10 0.4 1.0 3.5 6 0.2 0.8 δ18O(‰) 4.5 4.0 103 -100 -50 -10 0 NIVEL DEL MAR RESPECTO AL ACTUAL (m) 2.- La ciclicidad glacial-interglacial está controlada por la insolación que recibe la Tierra, que a su vez está regida por la configuración orbital del planeta. 0 Inclinación (en grados) 25 OBLICUIDAD 24 23 41.000 años 22 500 Ka 400 Ka 300 Ka 200 Ka 100 Ka 0 Septiembre PRECESIÓN Junio Marzo 19.000 años 23.000 años Diciembre Septiembre 500 Ka 400 Ka 300 Ka 200 Ka 100 Ka 0 100 Ka 200 Ka 100 Ka 300 Ka 200 Ka 400 Ka 300 Ka 400 500 Ka 400 Ka 450 0 500 Ka 500 100.000 años 400.000 años 0.02 550 EXCENTRICIDAD 0.04 Watt.m2 600 Excentricidad de la órbita 0.06 Insolación estival en latitudes septentrionales 0 CICLICIDAD GLACIAL-INTERGLACIAL Insolación LOS ÚLTIMOS CICLOS CLIMÁTICOS Vostok EVIDENCIAS: 1.- La concentración de gases invernadero en la atmósfera es paralela a la evolución climática. 2.- Además de la ciclicidad orbital existe una variabilidad milenaria que determina la existencia de cambios climáticos abruptos. Las estimaciones sobre la configuración orbital NO HACEN PREVISIBLE UN ENFRIAMIENTO al menos en los próximos 30.000 años. El Holoceno sería pues un INTERGLACIAL ANORMALMENTE LARGO. La clave para el futuro estriba en la POSIBILIDAD DE UN CAMBIO CLIMÁTICO ABRUPTO. -42 δ18O(‰) -40 -38 CÁLIDO -36 Interestadiales 1 YD H1 2 20 2 4 8 40 1900 H2 d e f g h 2100 H4 2200 3 Evento de Heinrich 2300 H5 2400 60 4 16 H6? 4 21 CICLOS D/O 5 19 CICLOS DE BOND 80 2500 6 ka Inicio NADW Parada NADW ra le nt iz ac ió n Enfriamiento en el ciclo de Bond Crecimiento de los casquetes 12 14 90 -15 2 50 70 2000 H3 ±∆T sobre Groenlandia (ºC) -10 -5 0 Fusión y descarga hielos 30 1600 Bølling 1800 Ciclos D/O (~1450 a) 10 CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS Ciclo de Bond (~6100 a) FRÍO Prof. (m) Edad (ka) GRIP ICE CORE (Summit) 2600 ∆ VOLUMEN HIELOS 2700 CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS EN GALICIA Terrígenos/g >150 (x103) 0 5 10 15 20 25 0 % N. pachyderma (sin) 0 20 40 60 80 100 Edad 14C GEOB-11035 12770±60 100 H1a Profundidad (cm) H1b 17540±260 200 H2 2108±210 300 H4 400 ~43000 H5a H5b 500 >46600 GeoB-11035 CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS: CAUSAS Fusión y descarga hielos Evento de Heinrich Inicio NADW Parada NADW ra le nt iz ac ió 6 ka TEMPERATURA n Enfriamiento en el ciclo de Bond Crecimiento de los casquetes 4 Ciclos D/O (~1450 a) 2 Ciclo de Bond (~6100 a) -15 ±∆T sobre Groenlandia (ºC) -10 -5 0 CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS: CAUSAS CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS: CAUSAS Dinámica interna del hielo ? Colapso de Lauréntida Desaceleración de la NADW Secuestro de calor en el HS Eventos cálidos en Antártida Eventos de Heinrich Desaceleración de la NADW Fusión Groenlandia? ? Dinámica interna del hielo Secuestro de calor en el HS Calentamiento del Océano Austral Ciclos D-O balancín bipolar Agua de fusión del hielo Atlántico N más cálido Océano Austral más cálido Secuestro de calor en el HN Aceleración de la NADW Fusión Antártida? Agua de fusión del hielo Desaceleración de la AABW OCÉANO AUSTRAL ATLÁNTICO NORTE Ascenso del nivel del mar CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS: CAUSAS circu lació n profu nda ACTUAL TEMPERATURA Con Sin circulación F - ∆F’ F Flujo de agua dulce profunda F + ∆F’ Bard, 2002 CAMBIOS CLIMÁTICOS ABRUPTOS: CAUSAS EVIDENCIA: El sistema climático terrestre puede reaccionar de forma abrupta si se sobrepasa un umbral crítico. INCERTIDUMBRES: 1.- No se conoce con precisión los mecanismos que han provocado los cambios climáticos abruptos. 2.- No se conoce con precisión cómo actúan los posibles mecanismos que han causado cambios climáticos abruptos. 3.- Se desconoce el/los valor/es críticos de las variables que hacen cambiar radicalmente el funcionamiento del sistema climático. 4.- ¿PUEDE DARSE UN CAMBIO ABRUPTO EN UN FUTURO PRÓXIMO? 5.- ¿Qué efectos puede provocar el calentamiento climático actual? ¿La fusión de hielos del Ártico? ¿El colapso de los mantos de hielo de Antártida Occidental? ¿La fusión del permafrost? ¿La desestabilización de hidratos de gas? ¿La reducción drástica de las selvas subtropicales? ¿La posible ralentización de la circulación termohalina en el Atlántico? LA DEGLACIACIÓN Y EL HOLOCENO -43 1,3ºC en 400 a δ18O (‰) -41 -39 -37 -35 -33 0 Reconstrucciones 0.9ºC en 100 a 2000 0 GISP-2 1900 1 1800 0,15 1 kaños BP 7 9 8.2 15 MWP B/A→AACR H1 17 450 470 490 2 Radiación verano (W/m ) 1500 1400 5 YD-H0 Pequeña Edad del Hielo (LIA) 1600 2 11 13 LIA Óptimo climático kaños BP 5 1700 años AD 3 1300 1200 Cálido Medieval (MWP) 1100 1000 800 10 -2 0 2 Anomalía térmica (ºC) 600 400 200 0 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 Anomalía térmica (ºC) 0.9ºC en 600 a 0,4 0,6 EL HOLOCENO EN LA RÍA DE MUROS PaleoSST 13,5 14,5 0 500 1000 15,5 δ18O 2,0 1,9 1,8 1,7 δ13C Alkenonas (103 ng/g) XRF: Fe (cps) % E. scaber % Rectuvigerina 5 -4 -3 -2 -1 0 0 1 2 3 1000 3000 5000 0 10 20 0 10 UPWELLING LIA MWP 1500 2000 RWP 2500 Edad (años BP) 3000 3500 O2 ENACsp SUBBOREAL: Intensos cambios 4000 ENACst 4500 5000 5500 ÓPTIMO CLIMÁTICO (Atlántico): Subida del nivel del mar: Aumenta la MO Desciende la oxigenación ∆S ∆S 6000 6500 7000 ∆S 7500 8000 8500 BOREAL: 8.2 T S O2 MO Bajo NM MÁS TORMENTAS HACE ~3000 años 2850 BP CGPL00 LIA: 1420AD 2850 calBP UPWELLING EPISODIO LLUVIOSO 1200-1500 AD (MWP) Fe (mg/g) Si lit (mg g) 10 20 30 40 50 0 100 200 300 400 5 0 C/N 10 15 % Diatom agua dulce +bentónicas Crisofitas (103/g) 103 Palinomorfos/g 106 Fitolitos/g 20 0 30 60 90 120 0 10 20 30 40 0 0,5 1 1,5 2 0 3 6 9 12 500 1000 EUGC-3B 1500 2000 2500 3000 VIR18 Edad (años) 3500 4000 4500 5000 CGPL00-1 LA PEQUEÑA EDAD DEL HIELO EUGC-3B LIA UPWELLING VIR18 CGPL00-1 LA PEQUEÑA EDAD DEL HIELO NAO+ NAO- NAO+ LA PEQUEÑA EDAD DEL HIELO RÍA DE VIGO TURBERA Penido Vello (Sª do Xistral, Lugo Uk`37-SST (ºC) Temperature index 500 0 250 Cal. BC Cal. BC 250 2500 500 B 750 3000 1000 Diz et al., 2002 500 750 1000 Martínez-Cortizas et al., 1999 Stuivert et al., 1998 1000 Mann et al., 1998 500 250 2000 0 0.4 1500 0.2 250 Yr AD 500 1000 750 RWP Years BP 750 1000 MWP O 1000 1500 1250 1250 1000 0.0 Yr AD 1500 S 1500 -0.2 -0.4 1750 W 1250 -31 1750 2000 M Cal. AD LIA Cal. AD 500 Temperature anomaly (ºC 1902-1980) 2000 2000 1750 1500 -32 30 20 10 0 -10 -20 -30 4 2 0 -2 -4 17 16 15 14 13 0 2000 Grip past surface temperatures (ºC) ∆14C (‰) 0 Dahl-Jensen et al., 1998 CONCLUSIONES 1.- EL CLIMA HA CAMBIADO A DIFERENTES ESCALAS TEMPORALES Y SIGUE CAMBIANDO. 2.- NECESITAMOS CONOCER CÓMO HA CAMBIADO EL CLIMA DE FORMA NATURAL PARA ESTABLECER QUÉ PARTE DEL CLENTAMIENTO GLOBAL SE DEBE A LAS ACTIVIDADES HUMANAS. 3.- LOS GRANDES CICLOS GLACIAL-INTERGLACIAL ESTÁN REGIDOS POR LA CONFIGURACIÓN ORBITAL DEL PLANETA. 4.- EXISTEN VALORES CRÍTICOS QUE CUANDO SE SOBREPASAN PROVOCAN LA RESPUESTA ABRUPTA DEL SISTEMA. 5.- NO CONOCEMOS CON EXACTITUD LOS FORZAMIENTOS QUE CAUSAN CAMBIOS ABRUPTOS. 6.- NO CONOCEMOS LOS VALORES CRÍTICOS QUE PROVOCAN RESPUESTAS NO LINEALES DEL CLIMA. 7.- UN CAMBIO ABRUPTO EN EL FUTURO PRÓXIMO NO ES DESCARTABLE, PREVISIBLEMENTE CON CONSECUENCIAS CATASTRÓFICAS PARA LA HUMANIDAD. 8.- DURANTE EL HOLOCENO GALICIA HA EXPERIMENTADO CAMBIOS CLIMÁTICOS EN LOS QUE SE HAN ALTERNADO PERIODOS RELATIVAMENTE CÁLIDOS, FUNDAMENTALMENTE LLUVIOSOS, CON OTROS RELATIVAMENTE FRÍOS Y HÚMEDOS CON CONSECUENCIAS EN LA VEGETACIÓN, LA PRODUCTIVIDAD PRIMARIA, LA CIRCULACIÓN OCEÁNICA, ETC. 9.- NECESITAMOS UN CONOCIMIENTO MÁS PROFUNDO DE LOS MECANISMOS NATURALES A ESCALA GLOBAL Y REGIONAL.
